[發(fā)明專利]一種AChE/GC?HBAP/Pty/TNs光電化學(xué)酶傳感器的制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710652025.3
• 申請日: 2017-08-02
• 公開（公告）號: CN107422006A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃齊林;張文;文云波;李明;史云東;周元清;林洪;曾艷萍;謝建新
• 申請（專利權(quán)）人: 玉溪師范學(xué)院
• 主分類號: G01N27/26
• 分類號: G01N27/26;G01N27/327
• 代理公司: 北京科億知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11350
• 代理人: 湯東鳳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電化學(xué)分析技術(shù)領(lǐng)域，具體的涉及一種AChE/GC-HBAP/Pty/TNs光電化學(xué)酶傳感器的制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

在人口老齡化以及老年疾病年輕化的趨勢下，中樞神經(jīng)損傷所致的神經(jīng)退行性疾病發(fā)病率不斷攀高。涉及醫(yī)學(xué)、生命科學(xué)、化學(xué)等領(lǐng)域的研究工作者開展了對此類疾病致病機(jī)理、藥物研發(fā)與篩選、治療與預(yù)防等多方面的研究工作，其中對致病機(jī)理的研究成為核心內(nèi)容。在此類疾病發(fā)病機(jī)理的研究中發(fā)現(xiàn)乙酰膽堿酯酶活性的異常變化與中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷疾病密切相關(guān)，位于神經(jīng)突觸間隙中的乙酰膽堿酯酶(acetylcholinesterase，AChE,EC 3.1.1.7)在膽堿能系統(tǒng)中的主要功能是將神經(jīng)遞質(zhì)ACH快速水解，使神經(jīng)沖動的傳遞終止從而起到保證膽堿能神經(jīng)系統(tǒng)正常生理功能。當(dāng)乙酰膽堿酯酶活性被抑制時(shí)，其對神經(jīng)遞質(zhì)ACH的水解效能減弱，導(dǎo)致ACH在膽堿能神經(jīng)突觸的大量累積，從而引起ACH與DA之間的平衡被破壞。因此，乙酰膽堿酯酶的活性變化是影響膽堿能神經(jīng)系統(tǒng)中信號傳導(dǎo)的關(guān)鍵因素。

臨床研究發(fā)現(xiàn)，PD和AD患者老年病人在患病后期往往伴隨精神癥狀出現(xiàn)，25％的早期AD患者和50％以上的中晚期AD患者有精神行為癥狀，20％以上的PD患者有幻覺癥狀。臨床中采用非典型性抗精神病藥物對AD和PD等所伴有的老年人精神癥狀均能有效治療。氯氮平(Clozapine)系二苯二氮類非典型抗精神病藥，自1985年Seholz等首次使用氯氮平治愈PD所致精神障礙以來，陸續(xù)有治療成功的案例報(bào)道。美國神經(jīng)病學(xué)會認(rèn)為氯氮平是治療帕金森氏病藥物性精神病最有效的藥物，在控制AD精神癥狀上也有明顯的療效。氯氮平治療PD和AD的劑量范圍各家報(bào)道不一，主要為兩類，一類是小劑量(12～20mg/日)長期服用治療；一類是大劑量(60～65mg/日)短期干預(yù)，癥狀緩解即停藥或減量。盡管劑量不一，但均認(rèn)為對精神癥狀療效好，對震顫麻痹癥狀尤其是震顫和肌張力高亦有效。目前，氯氮平治療最有效和可耐受的劑量范圍及最佳療程，尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

有報(bào)道認(rèn)為氯氮平作為精神分裂癥患者常用的藥物，它導(dǎo)致血清膽堿脂酶活力下降，即氯氮平具有抗膽堿脂酶活力的作用，從而提高乙酰膽堿的濃度使DA與ACH在較高水平建立新的平衡。同時(shí)亦有報(bào)道認(rèn)為氯氮平能夠改善患者的陰性癥狀以及認(rèn)知功能障礙，但對于額葉中AChE活性的影響并不突出。因此，氯氮平對乙酰膽堿酯酶活性影響的機(jī)制尚不明確，有必要進(jìn)行深入的研究，為神經(jīng)退行性疾病尤其是AD并發(fā)精神行為癥的致病機(jī)理、檢測防御、藥物篩選與開發(fā)、用藥劑量等方面提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

目前，乙酰膽堿酯酶活性檢測最常用的方法有以下幾種：測壓法、分光光度法、熒光法以及電化學(xué)分析法等。現(xiàn)代生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)的飛速發(fā)展要求分析化學(xué)能夠提供更多的快速、高靈敏的方法以適應(yīng)研究的需要。光電化學(xué)傳感器利用了半導(dǎo)體納米材料在光電化學(xué)過程中對電流信號的放大作用，因而具有較高的靈敏度，引起了研究工作者的廣泛關(guān)注，已成為當(dāng)今傳感器的研究熱點(diǎn)之一。我們在研究工作中利用單分子聚合物納米顆粒-二氧化鈦納米管陣列構(gòu)建了高靈敏的光電化學(xué)傳感器，并進(jìn)行了氯氮平對乙酰膽堿酯酶活性影響的研究。

超支化聚合物是一類高度分支化且具有準(zhǔn)球形結(jié)構(gòu)的人工大分子化合物，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是含有豐富的內(nèi)部空穴，且在末端帶有大量活性功能團(tuán)，因而表現(xiàn)出溶解度高，易于進(jìn)一步進(jìn)行功能化修飾的化學(xué)性能。基于其獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)，可將超支化聚合物應(yīng)用于對生物活性物質(zhì)的固定化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提供一種AChE/GC-HBAP/Pty/TNs光電化學(xué)酶傳感器的制備方法和應(yīng)用，首先制備了GC-HBAP單分子納米顆粒，將其修飾在功能化的TNs表面，通過交聯(lián)劑固定乙酰膽堿酯酶制備了具有可見光活性的光電化學(xué)酶傳感器，并應(yīng)用于氯氮平對乙酰膽堿酯酶活性影響的研究。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，達(dá)到上述效果，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種AChE/GC-HBAP/Pty/TNs光電化學(xué)酶傳感器的制備方法，其特征在于包括：

1)TNs電極的制備

將金屬鈦片打磨至鏡面，依次浸在丙酮、乙醇、蒸餾水中超聲十分鐘，再浸在氫氟酸和硝酸的混合液中進(jìn)行化學(xué)拋光分鐘，取出立刻用丙酮和蒸餾水依次沖洗，在室溫下晾干，電極在自制的柱狀電解池里中制備鈦片為陰極，四支呈對稱分布的石墨電極為陽極；

所述氫氟酸和硝酸的混合液為V_HF：V_HNO3：V_H2O＝1:4:5；